В механике изучают механическую работу, которая совершается силой, действующей по направлению траектории перемещаемого ей тела. Рассмотрим примеры механической работы. Тележка перемещается под действием приложенной к ней силы. Сила совершает работу. При выстреле из ружья сила давления пороховых газов совершает работу – перемещает пулю вдоль ствола, скорость пули при этом увеличивается. Механическая работа совершается и в том случае, когда сила (например, сила трения) , действуя на тело, уменьшает скорость его перемещения. Из этих примеров видно, что механическая работа совершается, когда на тело действует сила и перемещает его. Когда сила (например, сила трения) противоположна перемещению, работа считается отрицательной. На неподвижный груз, висящий на веревке, действует сила тяжести, но груз не перемещается, поэтому механическая работа в этом случае не совершается. Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом не перемещается, то механической работы мы не совершаем. Если есть сила, а нет перемещения, то нет и работы. Можно мысленно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции) , в это случае механическая работа также не совершается. Без действия на тело силы, не может быть и работы. Итак, механическая работа совершается тогда, когда на тело действует сила, и оно перемещается под действием этой силы. Поэтому условились измерять механическую работу произведением силы на путь, пройденный по направлению силы.
Поскольку колебания свободные, в системе выполняется закон сохранения механической энергии, т.е. сумма потенциальной и кинетической энергий остается постоянной величиной. В высшей точке траектории (та, что на 5 см) кинетическая энергия равна 0, а потенциальная - m*g*h, в положении равновесия же наоборот, потенциальная равна нулю, а кинетическая - m*v^2/2. По закону сохранения энергии имеем, что:
Рассмотрим примеры механической работы.
Тележка перемещается под действием приложенной к ней силы. Сила совершает работу. При выстреле из ружья сила давления пороховых газов совершает работу – перемещает пулю вдоль ствола, скорость пули при этом увеличивается. Механическая работа совершается и в том случае, когда сила (например, сила трения) , действуя на тело, уменьшает скорость его перемещения.
Из этих примеров видно, что механическая работа совершается, когда на тело действует сила и перемещает его. Когда сила (например, сила трения) противоположна перемещению, работа считается отрицательной.
На неподвижный груз, висящий на веревке, действует сила тяжести, но груз не перемещается, поэтому механическая работа в этом случае не совершается. Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом не перемещается, то механической работы мы не совершаем. Если есть сила, а нет перемещения, то нет и работы.
Можно мысленно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции) , в это случае механическая работа также не совершается. Без действия на тело силы, не может быть и работы.
Итак,
механическая работа совершается тогда, когда на тело действует сила,
и оно перемещается под действием этой силы.
Поэтому условились измерять механическую работу произведением силы на путь, пройденный по направлению силы.
Поскольку колебания свободные, в системе выполняется закон сохранения механической энергии, т.е. сумма потенциальной и кинетической энергий остается постоянной величиной. В высшей точке траектории (та, что на 5 см) кинетическая энергия равна 0, а потенциальная - m*g*h, в положении равновесия же наоборот, потенциальная равна нулю, а кинетическая - m*v^2/2. По закону сохранения энергии имеем, что:
m*g*h=m*v^2/2
v^2=2gh
v=%2gh (за % обозначим квадратный корень).
Подставив числовые значения, получим:
v=%10*0,05*2м/с=1м/с.
ответ: v=1 м/с.